1、飛機(jī)在含有過(guò)冷水滴的云層中飛行時(shí)，水滴撞擊在迎風(fēng)表面后凍結(jié)發(fā)生結(jié)冰。結(jié)冰積累導(dǎo)致飛機(jī)表面高低不平，粗糙度增加。結(jié)冰表面粗糙度影響飛機(jī)表面的氣流流動(dòng)，使得氣流邊界層的轉(zhuǎn)捩位置前移，并且會(huì)強(qiáng)化飛機(jī)表面與氣流之間的對(duì)流換熱。在結(jié)冰計(jì)算中，粗糙度和對(duì)流換熱過(guò)程對(duì)生成的冰量和冰形有很大影響，因此，考慮粗糙度產(chǎn)生的原因及衡量方法，并將改進(jìn)的粗糙度模型嵌入現(xiàn)有的結(jié)冰計(jì)算模型中可以提高結(jié)冰預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　本文的主要內(nèi)容為：首先對(duì)飛機(jī)結(jié)冰過(guò)

2、程中粗糙度的產(chǎn)生原因、衡量方法及其對(duì)結(jié)冰過(guò)程的影響進(jìn)行了介紹，并對(duì)對(duì)流換熱系數(shù)的概念和影響因素進(jìn)行了概述。第二章介紹了結(jié)冰數(shù)值模擬流程，針對(duì)其中的結(jié)冰計(jì)算模塊，詳細(xì)闡述了現(xiàn)有的兩大結(jié)冰預(yù)測(cè)模型：Messinger模型和基于液態(tài)水的水膜結(jié)冰模型，利用兩種模型對(duì)機(jī)翼結(jié)冰進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過(guò)計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得出每種模型適合求解的結(jié)冰類型，從提高計(jì)算精度的角度將兩種模型結(jié)合。第三章闡述了飛機(jī)結(jié)冰數(shù)值模擬中三種粗糙度計(jì)算模型：等效砂礫粗糙度模型、基

3、于表面幾何的粗糙度模型和基于表面液態(tài)水分布的粗糙度模型，對(duì)比分析不同計(jì)算方法的適用范圍，進(jìn)而提出了一種多因素影響的粗糙度計(jì)算模型。第四章針對(duì)機(jī)翼結(jié)冰數(shù)值模擬過(guò)程，比較和分析不同對(duì)流換熱系數(shù)的求解方法，即FLUENT軟件計(jì)算法和邊界層積分法，分析影響FLUENT計(jì)算結(jié)果的參數(shù)和設(shè)置，并分析軟件計(jì)算得到的對(duì)流換熱系數(shù)不能用在結(jié)冰模擬中的原因。第五章將第三章提出的粗糙度模型和第四章得到的適用于結(jié)冰計(jì)算的對(duì)流換熱系數(shù)計(jì)算方法嵌入到改進(jìn)的水膜結(jié)冰